第二章海水中的重要元素——鈉和氯第二節(jié)氯及其化合物課時1氯氣的性質學習目標1.能通過實驗探究氯氣的物理性質、化學性質，體會實驗對認識和研究物質性質的重要作用，培養(yǎng)證據(jù)推理意識。2.能用氧化還原反應、離子反應的觀點預測并解釋氯氣的化學性質，并能用化學方程式正確表達。重點：氯氣的化學性質。難點：氯氣分別與水、氫氧化鈉的反應。知識梳理氯是一種重要的“成鹽元素”，在自然界中以化合態(tài)存在，除了以NaCl、MgCl2、CaCl2等形式大量存在與海水中，還存在于陸地的鹽湖和鹽礦中。氯的單質氯氣是一種重要的化工原料，大量用于制造鹽酸、有機溶劑、農藥、染料和藥品等。一．氯的原子結構從氯的原子結構來看，原子最外電子層上有7個電子，在化學反應中很容易得到電子以達到穩(wěn)定結構。因此氯的化學性質非?；顫?，表現(xiàn)出很強的氧化性。（結構決定性質）二．氯氣的性質1.氯氣的物理性質氯氣是黃綠色有刺激性氣味的氣體，密度比空氣大，有毒，易液化，能溶于水，1體積水可溶解2體積氯氣?！舅伎肌繉嶒炇抑袘鯓勇剼怏w？用手在瓶口輕輕扇動，使少量氣體飄進鼻孔2.氯氣的化學性質（1）與金屬單質的反應①與鈉的反應：化學方程式2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2NaCl現(xiàn)象是劇烈燃燒，產生白煙②與鐵的反應：化學方程式2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2FeCl3現(xiàn)象是劇烈燃燒，棕紅色煙③與銅的反應：化學方程式Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))CuCl2現(xiàn)象是劇烈燃燒，棕黃色煙【注意】氯氣的氧化性很強，與變價金屬反應時，通常將其氧化為高價態(tài)。（2）與非金屬單質的反應與氫氣反應，實驗27氫氣在氯氣中燃燒的化學方程式：H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2HCl反應現(xiàn)象：氫氣在氯氣中安靜燃燒，蒼白色火焰，瓶口有白霧出現(xiàn)【注意】H2和Cl2的混合氣體光照時會發(fā)生爆炸。HCl氣體溶于水，就成為我們常用的鹽酸?！舅伎寂c討論】我們以前學習的燃燒，都是物質在氧氣中的燃燒，現(xiàn)在通過氫氣與氯氣的燃燒實驗，你有什么新的認識？燃燒是發(fā)光發(fā)熱的劇烈的氧化還原反應。不一定有氧氣的參與。（3）與水的反應①與水反應的化學方程式：Cl2＋H2O?HCl＋HClO與水反應的離子方程式：Cl2＋H2O?H＋＋Cl－＋HClO②次氯酸的性質：a．一元弱酸（比碳酸弱）b．強氧化性（殺菌、消毒、漂白）c．不穩(wěn)定（見光或受熱分解）化學方程式：2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑實驗28把干燥的和濕潤的有色布條各一個，分別放入兩個盛有干燥氯氣的集氣瓶中，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象干燥的有色布條沒有明顯變化，濕潤的有色布條褪色結論與解釋干燥的氯氣沒有漂白性【注意】氯氣用于殺菌、消毒、漂白，就是因為和水反應生成了次氯酸，利用次氯酸的強氧化性。（4）與堿的反應①Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O（常用于尾氣吸收，除去多余氯氣）離子方程式：Cl2＋2OH－=H2O＋Cl－＋ClO－漂白液主要成分是NaCl、NaClO，有效成分是NaClO。②2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O漂白粉其主要成分：CaCl2、Ca(ClO)2，有效成分：Ca(ClO)2。漂粉精的有效成分：Ca(ClO)2。漂白原理：Ca(ClO)2＋H2O＋CO2=CaCO3↓＋2HClO③次氯酸鹽的強氧化性a.漂白性：ClO－是一種弱酸的酸根離子。漂白液或漂白粉在潮濕的空氣中，會與二氧化碳反應生成HClO，故漂白液、漂白粉具有漂白性。b.強氧化性：ClO－不論在酸性還是堿性條件下都能跟I－、Fe2＋、S2－、SOeq\o\al(2－,3)等發(fā)生氧化還原反應，即ClO－與I－、Fe2＋、S2－、SOeq\o\al(2－,3)不能大量共存。（5）與還原性無機化合物反應①與碘化鉀溶液反應：2I－＋Cl2=I2＋2Cl－②與SO2水溶液反應：Cl2＋SO2＋2H2O=4H＋＋2Cl－＋SOeq\o\al(2－,4)③與FeCl2溶液反應：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－當堂作業(yè)知識點一氯氣的物理性質1．（2022·北京西域期末）下列關于氯氣性質的描述中，不正確的是A．無色氣體 B．有刺激性氣味C．能溶于水 D．常溫常壓下密度比空氣的大【答案】A【解析】A項，氯氣為黃綠色氣體，錯誤；B項，氯氣具有刺激性氣味，正確；C項，氯氣可以與水反應生成HCl和HClO，能溶于水，正確；D項，氯氣的相對分子質量為71，空氣的平均相對分子質量約為29，故相同條件下氯氣的密度比空氣的大，正確。2．一家大型化工廠發(fā)生爆炸，有大量的Cl2擴散，下列應急措施不正確的是A．向順風方向的低洼處跑B．用浸有小蘇打溶液的毛巾捂住口鼻迅速逃離C．向逆風方向的高處跑D．來不及逃離的可用浸濕的棉被堵好門窗，并及時請求救援【答案】A【詳解】A．氯氣的密度大于空氣，氯氣隨風向低洼處漂移，所以人要向逆風方向的高處跑，故A錯誤；B．小蘇打溶液呈弱堿性，能吸收氯氣，用浸有小蘇打溶液的毛巾捂住口鼻迅速逃離，可以防止中毒，故B正確；C．氯氣的密度大于空氣，氯氣隨風向低洼處漂移，所以人要向逆風方向的高處跑，故C正確；D．氯氣能溶于水，用浸濕的棉被堵好門窗可以吸收氯氣，防止氯氣進入室內引起中毒，故D正確；故選A。3．氯氣可用于消滅田鼠，為此，可將氯氣用軟管通入田鼠洞中，這是利用了氯氣下列性質中的①黃綠色②密度比空氣大③有毒④易液化⑤溶于水A．①② B．②③ C．①②③ D．①④⑤【答案】B【詳解】氯氣密度比空氣大，能接近地面進入田鼠洞，滅鼠利用氯氣的毒性，故利用②、③，故選答案B。【點睛】氯氣的密度與空氣的比較利用相對分子質量的大小進行判斷。知識點二氯氣的化學性質4．下列關于Cl2的性質說法正確的是A．是無色無味的氣體 B．不能與氫氧化鈉溶液反應C．能使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色 D．用排水集氣法收集【答案】C【詳解】A．Cl2為具有刺激性氣味的黃綠色氣體，故A錯誤；B．Cl2與氫氧化鈉溶液在常溫下反應生成NaCl、NaClO、H2O，故B錯誤；C．Cl2與水反應生成具有漂白性的HClO，HClO能使有色布條褪色，故C正確；D．Cl2能與水發(fā)生反應，因此不能用排水法收集，故D錯誤；綜上所述，說法正確的是C項，故答案為C。5．氯水中起殺菌消毒作用的主要成分是A． B． C．HCl D．HClO【答案】D【詳解】氯氣與水反應生成HCl和HClO，HClO具有強氧化性，可用于殺菌消毒，綜上所述故選D。6．下列關于氯氣的敘述正確的是A．鈉在氯氣中燃燒產生白色煙霧B．紅熱的銅絲可以在氯氣中燃燒，產生棕黃色煙霧C．純凈的氫氣可以在氯氣中安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰D．氯氣可用于漂白，這是氯氣的漂白作用【答案】C【詳解】A．鈉在氯氣中燃燒，生成NaCl小顆粒，形成白煙，沒有霧的出現(xiàn)，故A錯誤；B．CuCl2為鼓勵提小顆粒，產生棕黃色的煙，沒有霧，故B錯誤；C．純凈的氫氣可以在氯氣中安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，說法完全符合實驗事實，故C正確；D．氯氣用于漂泊，這是對的，但是起漂白作用的不是氯氣本身，而是次氯酸，故D錯誤。故選C。7．下列氯化物中，既能由金屬和氯氣直接反應制得，又能由金屬和鹽酸反應制得的是A．CuCl2 B．FeCl3 C．FeCl2 D．AlCl3【答案】D【詳解】A．氯氣化學性質非?；顫姡c變價金屬反應時生成高價氯化物，，但是銅單質不能與稀鹽酸反應，故A錯誤；B．，但是鐵單質與稀鹽酸反應生成FeCl2，故B錯誤；C．氯氣化學性質非?；顫?，與變價金屬反應時生成高價氯化物，，鐵單質與稀鹽酸反應生成FeCl2，故C錯誤；D．，鋁單質與稀鹽酸反應生成，故D正確；故答案為D。8．氯氣是一種化學性質很活潑的非金屬單質，它具有較強的氧化性。下列敘述中不正確的是()A．紅熱的銅絲在氯氣里劇烈燃燒，生成棕黃色的煙B．通常狀況下，干燥的氯氣能和Fe反應C．純凈的H2在Cl2中安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰，集氣瓶瓶口呈現(xiàn)霧狀；光照H2和Cl2的混合氣體時，因迅速化合而爆炸D．氯氣能與水反應生成HClO和HCl，久置氯水最終變?yōu)橄←}酸【答案】B【解析】Cl2與Fe反應需要加熱，所以在通常狀況下，干燥的Cl2與Fe不反應。9．如圖是氫氣在氯氣中燃燒的示意圖。下列有關該實驗的說法錯誤的是A．集氣瓶中氯氣呈黃綠色B．氧氣在氯氣中燃燒火焰呈淡藍色C．燃燒過程中集氣瓶口會產生大量白霧D．該實驗能充分說明燃燒不一定有氧氣參加【答案】B【詳解】A．氯氣為一種黃綠色有毒氣體，A正確；B．氧氣在氯氣中不能燃燒，B錯誤；C．氯氣和氫氣燃燒生成HCl氣體，HCl在集氣瓶口與空氣中的水蒸氣凝結成小液滴，產生大量白霧，C正確；D．該實驗中氫氣在氯氣中燃燒，沒有氧氣參與，充分說明燃燒不一定有氧氣參加，D正確；綜上所述答案為B。10．飽和氯水久置后，溶液中的各種粒子：①Cl2②H2O③Cl④HClO⑤H+減少的是（）A．①②④B．①②③C．①④D．②④【答案】A【解析】新制的飽和氯水中存在微粒有：H2O、HClO、Cl2、OH、H+、ClO、Cl；飽和氯水久置后，次氯酸見光受熱易分解為鹽酸和氧氣，因此飽和氯水久置后，次氯酸分解了，最后剩余鹽酸，溶液中的粒子減少的有Cl2、HClO、H2O三種微粒，答案選A。11．下列關于氯水的敘述中，正確的是A．新制氯水中只含Cl2和H2O分子 B．液氯與氯水都是純凈物C．新制氯水的顏色為淺黃綠色 D．氯水經光照有氣泡逸出，該氣體為HCl【答案】C【詳解】A．新制的氯水因其含Cl2而呈淡綠色，其中還含有HClO和H2O分子，故A錯誤；B．液氯是純凈物，氯水是混合物，故B錯誤；C．新制的氯水因其含Cl2而呈淡綠色，故C正確；D．氯水由于其中的HClO見光易分解：2HClO2HCl＋O2↑，所以氯水經光照有O2氣泡逸出，故D錯誤。故選C。12．取三張藍色石蕊試紙濕潤后貼在玻璃片上，然后按順序分別滴加36％的鹽酸溶液、98％的濃硫酸溶液、新制氯水，三張試紙最終變成A．白、紅、白 B．紅、黑、白C．紅、紅、紅 D．白、黑、白【答案】B【詳解】因鹽酸具有酸性，但沒有強氧化性，能使試紙變紅色；因98.3%的硫酸為濃硫酸，具有脫水性，則能使藍色石蕊試紙最后變?yōu)楹谏?；因氯水中含有鹽酸和次氯酸，新制氯水具有漂白性，則在試紙上滴加氯水，先變紅后褪色，最后為白色。故選B。13．下列說法正確的是A．光照氯水有氣泡逸出，該氣體是Cl2 B．新制氯水呈黃綠色是因為其中存在Cl2C．久置氯水遇AgNO3溶液不會產生白色沉淀 D．新制氯水經光照一段時間pH增大【答案】B【詳解】A．氯氣與水反應：Cl2＋H2O=HCl＋HClO，在光照條件下，發(fā)生2HClO2HCl＋O2↑，逸出的氣體為氧氣，故A錯誤；B．新制的氯水成分是氯氣、鹽酸、次氯酸，因為溶解了氯氣，導致溶液顯黃綠色，故B正確；C．久置的氯水，其成分是鹽酸，加入硝酸銀，發(fā)生AgNO3＋HCl=AgCl↓＋HNO3，有白色沉淀產生，故C錯誤；D．根據(jù)選項A的分析，光照一段時間后，HCl的濃度增大，酸性增強，故D錯誤；故選B。14．(1)紅熱的銅絲在氯氣里劇烈燃燒，集氣瓶中充滿_____，反應方程式為_____，CuCl2溶于少量水后，溶液呈_____色。(2)新制的氯水中滴入幾滴AgNO3溶液，立即有_____生成，反應方程式為_____，藍色石蕊試紙遇到氯水后，首先變紅，但很快又褪色，這是因為_____。(3)工業(yè)上用氯氣和石灰乳反應制漂白粉的方程式為_____漂白粉長時期露至在空氣中會失效，用化學方程式示其失效的原因：_____；_____?！敬鸢浮孔攸S色的煙Cu+Cl2CuCl2藍綠白色沉淀HCl+AgNO3＝AgCl↓+HNO3酸遇石蕊變紅，同時含有HClO具有漂白性使得溶液褪色2Ca(OH)2+2Cl2＝CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OCa(ClO)2+CO2+H2O＝2HClO+CaCO32HClO2HCl+O2↑【解析】(1)紅熱的銅絲在氯氣里劇烈燃燒，使集氣瓶中充滿棕黃色的煙，原因是發(fā)生Cu+Cl2CuCl2，氯化銅固體顆粒為棕黃色，CuCl2溶于少量水后，溶液呈藍綠色；(2)新制氯水中存在Cl2+H2O?HCl+HClO，因含有氯氣，則溶液呈淡黃綠色，向氯水中滴入幾滴AgNO3溶液，發(fā)生HCl+AgNO3＝AgCl↓+HNO3，生成白色沉淀，氯水中含有鹽酸和次氯酸，酸遇石蕊變紅，同時含有HClO具有漂白性使得溶液褪色；(3)工業(yè)上利用消石灰和氯氣反應生成氯化鈣．次氯酸鈣和水的反應制備漂白粉，反應的化學方程式為2Ca(OH)2+2Cl2＝CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，次氯酸鈣能和酸反應生成次氯酸，次氯酸酸性小于碳酸，次氯酸鈣和二氧化碳、水反應生成次氯酸，次氯酸不穩(wěn)定，光照易分解，導致漂白粉失效，反應方程式為Ca(ClO)2+CO2+H2O＝2HClO+CaCO3、2HClO2HCl+O2↑。15．下面是某化學課外活動小組探究氯水漂白性的活動記錄：[觀察]：氯氣的顏色：黃綠色；氯水的顏色：淺黃綠色。[預測]：氯水中含有氯氣分子。[實驗操作]：用兩根玻璃棒分別蘸取鹽酸和氯水，各滴在一片藍色石蕊試紙上。[實驗現(xiàn)象]：滴有鹽酸的試紙變紅，滴有氯水的試紙中間變?yōu)榘咨?，外圈變紅。[分析與結論]：氯水呈淺黃綠色，說明氯水中有氯氣分子。滴有氯水的藍色石蕊試紙外圈變紅，說明氯水中有能使試紙變紅的酸，中間變?yōu)榘咨f明氯水中有能夠使有色物質褪色的物質。[問題與思考]：氯氣溶于水發(fā)生反應Cl2＋H2O=HCl＋HClO，溶液中的水和HCl都沒有漂白作用，能夠使有色物質褪色的物質是氯水中的氯氣分子還是氯水中的次氯酸呢？還是二者都有漂白作用？(1)氯水中所含的分子有___________。(2)氯水中所含的離子有___________，使藍色石蕊試紙變紅的離子為___________。(3)氯水中某組分能與AgNO3溶液反應生成白色沉淀，則對應的化學方程式為___________。(4)假設使藍色石蕊試紙褪色的是Cl2分子，請你設計一個實驗驗證該假設是否合理。[實驗操作]：___________。[實驗現(xiàn)象]：___________。[分析與結論]：___________。【答案】Cl2、H2O、HClOCl、H＋、ClO、OH(極少量)H＋AgNO3＋HCl=AgCl↓＋HNO3將干燥的藍色石蕊試紙伸入盛有干燥氯氣的集氣瓶中干燥的藍色石蕊試紙不褪色干燥的藍色石蕊試紙與Cl2分子接觸時不褪色，說明Cl2無漂白性，因此使藍色石蕊試紙褪色的不是Cl2【詳解】(1)氯氣溶于水發(fā)生反應Cl2＋H2O=HCl＋HClO，所以氯水中所含的分子有氯氣、次氯酸和水分子，主要含有的分子是氯氣分子和水分子，故答案為:Cl2、H2O、HClO(2)氯水中所含的離子是陽離子是氫離子，陰離子是氫氧根離子、次氯酸根離子和氯離子使藍色石蕊試紙變紅的離子為氫離子，故答案為：Cl、H＋、ClO、OH(極少量)；H＋(3)使AgNO3溶液生成白色沉淀的是鹽酸，其反應的化學方程式為HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3；故答案為：HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3(4)根據(jù)Cl2＋H2O=HCl＋HClO，設計實驗證明干燥的氯氣、水、鹽酸都沒有漂白性，而氯水有漂白性，就可推知氯水的漂白性實質為氯氣和水反應生成的次氯酸的漂白性；收集干燥的氯氣用有色紙條設計實驗進行檢驗，濕潤的有色紙條遇到干燥氯氣會褪色，干燥有色紙遇到干燥氯氣不褪色證明，據(jù)此可設計如下實驗方案：[實驗操作]收集一集氣瓶干燥的氯氣，用鑷子夾取一片一端濕潤的有色紙條，伸入盛有干燥氯氣的集氣瓶中，[實驗現(xiàn)象]有色紙條濕潤的一端褪色,另一端無明顯變化[分析與結論]干燥的有色紙條不褪色，證明氯氣本身無漂白作用，又知水和鹽酸都沒有漂白作用，因此使藍色石蕊試紙褪色的不是Cl2故答案為：將干燥的藍色石蕊試紙伸入盛有干燥氯氣的集氣瓶中；干燥的藍色石蕊試紙不褪色；干燥的藍色石蕊試紙與Cl2分子接觸時不褪色，說明Cl2無漂白性，因此使藍色石蕊試紙褪色的不是Cl2知識點三漂白液與漂白粉16．下列生活中的物質與其有效成分的化學式、用途的對應關系中，不正確的是選項ABCD生活中的物質食鹽小蘇打復方氫氧化鋁片漂白粉有效成分的化學式用途做調味品做發(fā)酵粉做抗酸藥做消毒劑【答案】B【詳解】A．食鹽的主要成分是氯化鈉，有咸味，可做調味品，故A正確；B．小蘇打的主要成分為碳酸氫鈉，不是碳酸鈉，故B錯誤；C．氫氧化鋁難溶于水，能夠和鹽酸反應，可以做抗酸藥，故C正確；D．漂白粉的有效成分為Ca(ClO)2，具有強氧化性，可做消毒劑，故D正確；故選B。17．下列物質不能使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色的是A．次氯酸鈣 B．氯化氫 C．氯氣 D．過氧化鈉【答案】B【詳解】A．次氯酸鈣具有漂白性，可以漂白有色布條，使其褪色，A不符合題意；B．氯化氫不具有漂白性，不能使有濕潤的色布條褪色，B符合題意；C．氯氣和水反應可以生成具有漂